江知航

（邯鄲鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司，河北 邯鄲 056015）

引言

冷軋軋鋼生產(chǎn)線是鋼鐵企業(yè)的重要設(shè)備之一，其生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量直接影響著企業(yè)的競爭力。隨著科技的不斷進(jìn)步和工業(yè)自動化的不斷發(fā)展，電氣自動化技術(shù)在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中的應(yīng)用也越來越廣泛。電氣自動化技術(shù)可以實現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化控制、數(shù)據(jù)采集和處理、智能判斷和控制等功能，提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力。本文主要探討電氣自動化技術(shù)在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中的應(yīng)用。首先介紹冷軋軋鋼生產(chǎn)線的工藝流程和主要設(shè)備，分析傳統(tǒng)生產(chǎn)線存在的問題。接著詳細(xì)闡述電氣自動化技術(shù)在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中的應(yīng)用，包括PLC 自動控制、人機(jī)界面、自動化檢測系統(tǒng)、智能控制算法等方面。最后結(jié)合某冷軋軋鋼生產(chǎn)線的實際案例，展示電氣自動化技術(shù)的應(yīng)用效果。

一、冷軋軋鋼生產(chǎn)線的工藝流程和主要設(shè)備

冷軋軋鋼生產(chǎn)線是將熱軋鋼板或鋼帶經(jīng)過一系列工藝處理后，使其達(dá)到一定的表面質(zhì)量和尺寸精度要求的過程。冷軋軋鋼生產(chǎn)線的工藝流程一般包括開卷、清洗、預(yù)熱、軋制、淬火、平整、切割、包裝等環(huán)節(jié)。其中，軋制是整個生產(chǎn)線的核心環(huán)節(jié)，決定了產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量。常用的軋制方式包括單機(jī)軋制和多機(jī)聯(lián)軋。冷軋軋鋼生產(chǎn)線的主要設(shè)備包括開卷機(jī)、切邊機(jī)、冷卷機(jī)、淬火機(jī)、平整機(jī)、切割機(jī)、卷取機(jī)等。其中，冷卷機(jī)是冷軋軋鋼生產(chǎn)線的核心設(shè)備，它通過一系列的軋輥對熱軋鋼板或鋼帶進(jìn)行冷軋變形，使其達(dá)到一定的尺寸精度和表面質(zhì)量要求。傳統(tǒng)的冷軋軋鋼生產(chǎn)線存在一些問題：首先，由于生產(chǎn)線的工藝流程比較復(fù)雜，需要經(jīng)過多個環(huán)節(jié)的加工，操作人員容易疲勞和失誤，導(dǎo)致產(chǎn)品尺寸精度和表面質(zhì)量不能保證；其次，生產(chǎn)線的設(shè)備比較繁雜，需要不斷地進(jìn)行調(diào)試和維護(hù)，造成生產(chǎn)成本的增加；此外，生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率受到操作人員的水平和經(jīng)驗的限制，不能實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)。

二、電氣自動化技術(shù)在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中的應(yīng)用

為了解決傳統(tǒng)冷軋軋鋼生產(chǎn)線存在的問題，電氣自動化技術(shù)被引入到冷軋軋鋼生產(chǎn)線中。電氣自動化技術(shù)可以實現(xiàn)生產(chǎn)線的自動化控制、數(shù)據(jù)采集和處理、智能判斷和控制等功能，提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和市場競爭力。

（一）PLC自動控制

PLC （Programmable Logic Controller） 是一種專門用于工業(yè)控制的可編程邏輯控制器，在冷軋軋鋼生產(chǎn)線的自動化控制中被廣泛應(yīng)用。以下是PLC在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中的一些應(yīng)用實例：(1)軋輥間距和壓力控制。在冷卷機(jī)的控制中，PLC 控制系統(tǒng)可以根據(jù)軋制的厚度和寬度要求，自動調(diào)整軋輥的間距和壓力，實現(xiàn)產(chǎn)品尺寸和表面質(zhì)量的精度控制。傳感器采集軋制厚度和寬度信號，PLC 根據(jù)工藝要求自動控制軋輥間距和壓力，使得產(chǎn)品尺寸和表面質(zhì)量達(dá)到要求。（2）溫度控制。在爐前加熱爐的控制中，PLC 控制系統(tǒng)可以自動控制爐內(nèi)溫度，使得爐內(nèi)溫度達(dá)到設(shè)定值，保證鋼材均勻加熱。PLC 可以根據(jù)傳感器采集到的爐內(nèi)溫度信號，自動調(diào)節(jié)燃料流量、風(fēng)量等參數(shù)，實現(xiàn)溫度的自動控制。（3）速度控制。在生產(chǎn)線上，PLC 控制系統(tǒng)可以自動調(diào)節(jié)生產(chǎn)線的速度，根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求自動控制軋機(jī)的轉(zhuǎn)速，保證生產(chǎn)線的穩(wěn)定運行。PLC 可以根據(jù)傳感器采集到的產(chǎn)品尺寸、表面質(zhì)量等信號，自動調(diào)節(jié)軋機(jī)的轉(zhuǎn)速，使得產(chǎn)品達(dá)到工藝要求。（4）故障診斷和報警。在生產(chǎn)線發(fā)生故障時，PLC 可以自動診斷故障類型，并發(fā)出報警信號，提醒操作人員進(jìn)行維修。總之，PLC 是冷軋軋鋼生產(chǎn)線自動化控制的重要組成部分，具有可靠性高、程序靈活、易于維護(hù)等特點。通過PLC 自動控制系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對生產(chǎn)線的自動化控制和監(jiān)測，提高生產(chǎn)線的效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本。

（二）人機(jī)界面

人機(jī)界面作為電氣自動化技術(shù)的重要組成部分，主要由顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)等組成。在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中，人機(jī)界面的功能主要體現(xiàn)在以下幾個方面：（1）實時監(jiān)控生產(chǎn)線的運行狀態(tài)，包括設(shè)備的運轉(zhuǎn)情況、工藝參數(shù)等，幫助操作人員全面了解生產(chǎn)線的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)問題。（2）人機(jī)界面可以用于控制生產(chǎn)線的各項參數(shù)，例如軋機(jī)的轉(zhuǎn)速、軋輥的間距和壓力等，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求進(jìn)行調(diào)整，保證產(chǎn)品的尺寸和表面質(zhì)量的精度。（3）當(dāng)生產(chǎn)線發(fā)生故障時，人機(jī)界面會自動顯示故障信息，并提供相應(yīng)的故障排除方法。操作人員可以根據(jù)顯示的故障信息，快速找出故障原因，并進(jìn)行相應(yīng)的維修。（4）人機(jī)界面還可以記錄生產(chǎn)線的操作日志，包括生產(chǎn)線的工作狀態(tài)、工藝參數(shù)、故障信息等，便于后期進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和生產(chǎn)線的改進(jìn)優(yōu)化。在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中，人機(jī)界面的應(yīng)用廣泛，不僅可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還可以減少故障發(fā)生率和維修時間。

（三）自動化檢測系統(tǒng)

自動化檢測系統(tǒng)是生產(chǎn)線質(zhì)量控制的重要手段，其主要功能是實現(xiàn)對產(chǎn)品的自動檢測和控制，通過檢測產(chǎn)品的尺寸、表面質(zhì)量、硬度、拉伸性能等指標(biāo)，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中，自動化檢測系統(tǒng)采用多種技術(shù)，例如紅外線測溫、高速攝像、機(jī)器視覺、超聲波檢測等技術(shù)，對產(chǎn)品進(jìn)行在線檢測。如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不合格，自動化檢測系統(tǒng)會自動報警并停機(jī)，防止次品的生產(chǎn)。自動化檢測系統(tǒng)的應(yīng)用可以提高產(chǎn)品質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率和降低成本。在生產(chǎn)線上，自動化檢測系統(tǒng)應(yīng)用廣泛。

（四）智能控制算法

智能控制算法是電氣自動化技術(shù)的核心，它可以實現(xiàn)對生產(chǎn)線的智能控制和優(yōu)化。智能控制算法包括模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、遺傳算法等技術(shù)，可以對生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)進(jìn)行建模和仿真，以實現(xiàn)對生產(chǎn)線的智能優(yōu)化。在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中，智能控制算法可以實現(xiàn)對生產(chǎn)線的智能控制和優(yōu)化，例如，在冷卷機(jī)的控制中，智能控制算法可以通過對軋制產(chǎn)品的尺寸和表面質(zhì)量進(jìn)行智能優(yōu)化，使產(chǎn)品的尺寸和表面質(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

三、實際案例分析

為了更好地展示電氣自動化技術(shù)在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中的應(yīng)用效果，本文結(jié)合某冷軋軋鋼生產(chǎn)線的實際案例進(jìn)行分析。該冷軋軋鋼生產(chǎn)線采用PLC 自動控制系統(tǒng)，人機(jī)界面采用觸摸屏設(shè)備，自動化檢測系統(tǒng)采用機(jī)器視覺技術(shù)，智能控制算法采用遺傳算法和模糊控制技術(shù)。該生產(chǎn)線可以實現(xiàn)對產(chǎn)品尺寸和表面質(zhì)量的自動控制和優(yōu)化，可以自動檢測和剔除次品，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。具體來說，該生產(chǎn)線采用PLC 自動控制系統(tǒng)實現(xiàn)對生產(chǎn)線的自動控制和監(jiān)測，可以根據(jù)工藝要求自動調(diào)整生產(chǎn)線的工作狀態(tài)，保證了產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量的穩(wěn)定。人機(jī)界面可以實現(xiàn)實時監(jiān)控生產(chǎn)線的運行狀態(tài)、控制生產(chǎn)線的工作參數(shù)、診斷生產(chǎn)線的故障等功能，方便操作人員進(jìn)行調(diào)整和控制。自動化檢測系統(tǒng)可以對產(chǎn)品的尺寸、表面質(zhì)量、硬度、拉伸性能等指標(biāo)進(jìn)行在線檢測，如果發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品不合格，可以自動報警并停機(jī)，防止次品的生產(chǎn)。智能控制算法可以實現(xiàn)對生產(chǎn)線的智能優(yōu)化，使產(chǎn)品的尺寸和表面質(zhì)量達(dá)到最佳狀態(tài)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。該生產(chǎn)線的應(yīng)用效果非常顯著：首先，產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量得到了顯著提升，產(chǎn)品合格率達(dá)到了99%以上；其次，生產(chǎn)效率得到了大幅提升，生產(chǎn)線的產(chǎn)量提高了30%以上；最后，生產(chǎn)成本得到了有效控制，降低了10%以上。

結(jié)論

本文探討了電氣自動化技術(shù)在冷軋軋鋼生產(chǎn)線中的應(yīng)用，包括PLC 自動控制、人機(jī)界面、自動化檢測系統(tǒng)、智能控制算法等方面。通過分析實際案例表明，電氣自動化技術(shù)可以提高生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的競爭力。因此，應(yīng)用電氣自動化技術(shù)是冷軋軋鋼生產(chǎn)線實現(xiàn)自動化生產(chǎn)、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效途徑，可以幫助企業(yè)實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。